Photovoltaïque: ouvrir la voie à un avenir durable
L’une des priorités mondiales les plus urgentes aujourd’hui est la réduction des émissions de carbone afin de maintenir le réchauffement planétaire en dessous de 2 °C, comme le prévoit l’Accord de Paris. L’énergie solaire est à l’avant-garde de ces efforts, car elle offre une solution accessible et abordable pour réduire la dépendance aux combustibles fossiles et tendre vers la neutralité carbone. L’industrie photovoltaïque (PV) joue un rôle crucial en la matière. Elle doit être de haut niveau, résiliente et durable, et démontrer l’efficacité et la faisabilité d’approches collaboratives et de stratégies commerciales innovantes. Toutefois, l’augmentation des déchets d’équipements électriques et électroniques, tels que les appareils photovoltaïques, pose un défi. Ces dispositifs sont constitués de couches complexes, ce qui rend difficile l’extraction de matières premières précieuses telles que le silicium, l’argent ou l’indium et le gallium qu’ils contiennent. Le projet PHOTORAMA, financé par l’UE, vise à créer une chaîne de valorisation circulaire durable et rentable. En développant des solutions de recyclage innovantes, PHOTORAMA entend récupérer et réutiliser tous les composants matériels des panneaux photovoltaïques en fin de vie, promouvant ainsi une industrie photovoltaïque neutre en carbone.
Panneaux en fin de vie: le maillon faible de la chaîne de valorisation photovoltaïque
«PHOTORAMA s’attaque au défi mondial du recyclage des panneaux solaires en se concentrant sur l’innovation technologique là où elle est le plus nécessaire: la gestion de la fin de vie. Le recyclage de ces panneaux est difficile et les méthodes actuelles gaspillent souvent des matériaux précieux: le recyclage exige de séparer soigneusement les matériaux pour préserver leur pureté», note Claire Agraffeil, coordinatrice du projet. PHOTORAMA montre qu’une innovation intelligente peut conduire à un recyclage de grande valeur. Le projet prévoit un processus par étapes: tout d’abord, le démontage des composants externes (cadre en aluminium, boîte de jonction), puis la séparation des couches de la structure sandwich (feuille avant, cellules, feuille arrière) et enfin la récupération des matières premières essentielles (silicium, cuivre, aluminium, argent des panneaux en silicium cristallin et indium, gallium des panneaux en CI(G)S). La plupart des pratiques de recyclage sont basées sur des processus de déchiquetage ou de broyage qui sont identifiés comme des approches de recyclage en aval. Les composants externes peuvent être facilement isolés pour être recyclés, tandis que la fraction de verre est généralement destinée à des applications de faible valeur. Les polymères des couches d’étanchéité et de la feuille arrière sont au mieux récupérés comme combustible énergétique, mais la plus grande partie est mise en décharge, et les métaux ne sont généralement pas récupérés. Cela entraîne une perte irréversible de matériaux précieux intégrés dans les panneaux photovoltaïques. PHOTORAMA a relevé les principaux défis liés à la séparation des couches du sandwich sans mélanger les matériaux et à la récupération des matières premières essentielles. Les partenaires du projet travaillent ensemble pour développer les technologies. Après un premier stade d’innovation à un niveau de maturité technologique (TRL) de 4-5, la maturité des technologies atteindra un TRL de 6-7 à la fin du projet. «Le recyclage des appareils photovoltaïques est une tâche complexe en raison de l’existence de plus de 150 000 modèles qui peuvent différer par leurs spécifications de conception. Cette diversité rend difficile la mise au point d’une méthode de démantèlement universelle, ce qui nécessite non seulement des avancées technologiques, mais aussi la création d’un système flexible capable de gérer tous les types de déchets photovoltaïques», explique Claire Agraffeil. «Le haut débit et le traitement des volumes sont essentiels au recyclage, et notre travail se distingue en relevant efficacement ces défis.»
L’énergie photovoltaïque dans l’économie circulaire
«PHOTORAMA est un précurseur dans le domaine du photovoltaïque, visant à transformer l’industrie en réimaginant l’ensemble de la chaîne de valorisation à l’aide d’un modèle circulaire. Le projet souligne la nécessité d’une expérience sur le terrain pour transformer les principes théoriques et les lignes directrices en réalité pratique», souligne Claire Agraffeil. «En couvrant l’ensemble de la chaîne de valorisation du photovoltaïque, PHOTORAMA comble le fossé entre les industries de fabrication et de recyclage, qui ne sont généralement abordées que de manière conceptuelle. Nous nous concentrons sur le partage des progrès et des meilleures pratiques afin de construire un cadre économique solide qui implique divers acteurs économiques», conclut Claire Agraffeil. Le projet vise également à inciter d’autres secteurs à repenser et à adopter des modèles durables. PHOTORAMA a remporté le prix de l’innovation 2024 lors de la Semaine européenne de l’énergie durable 2024 qui «reconnaît les individus et les projets exceptionnels pour leur innovation et leurs efforts dans le domaine de l’efficacité énergétique et des énergies renouvelables». L’équipe a mis au point des technologies permettant de récupérer des composants de panneaux photovoltaïques d’une grande pureté. Son approche est allée au-delà du recyclage, en se concentrant sur la réutilisation des matériaux récupérés par le biais d’une stratégie globale de la chaîne de valorisation.
Mots‑clés
PHOTORAMA, recyclage, fin de vie, matières premières critiques, économie circulaire, panneaux photovoltaïques
